Ввод в эксплуатацию карьерного комбайна Wirtgen Surface Miner 2200 SM на карьере Дубовецкого месторождения известняка ОАО «ИваноФранковскцемент»

М.Пихлер, Я.Н.Возняк, Ю.Б. Панкевич, М.Ю.Панкевич

На Дубовецком месторождении, после соответствующих промышленных испытаний, на втором карьере известняка введён в эксплуатацию горный комбайн Wirtgen 2200 SM. В ходе работ проведён полный цикл хронометражных наблюдений и измерений, установлены технологические параметры тонкослоевой выемки известняков, рассчитаны техническая и эксплуатационная производительности комбайна совместно с автосамосвалами грузоподъёмностью 30, 42 и 45 т. Определён выход фракций известняка. Удельный расход топлива составил 0,352 л/т добытого известняка, среднечасовой расход топлива – 45 л/час.

107

Выравнивание поверхности откаточной дороги

Ввод в эксплуатацию карьерного комбайна Wirtgen 2200 SM на карьере Дубовецкого месторождения известняка ОАО «Ивано-Франковскцемент»

М. Пихлер, президент фирмы Wirtgen International GmbH (Германия)

Я.Н. Возняк, начальник горного цеха ОАО «Ивано-Франковскцемент» (Украина)

Ю.Б. Панкевич, руководитель направления продаж комбайнов Wirgen Surface Miner,

ОАО «Виртген-Интернациональ-Сервис»

М.Ю. Панкевич, консультант-технолог фирмы Wirtgen International GmbH

Работы по вводу в эксплуатацию комбайна Wirtgen 2200 SM (Surface Miner) были проведены c марта по апрель 2012 года на карьере Дубовецкого месторождения известняков – сырьевой базы ОАО «ИваноФранковскцемент». Месторождение расположено на крутом склоне левого берега р. Днестр, в Галичском районе Ивано-Франковской области Украины, в 1,5 км к северо-востоку от села Дубовцы и 0,5 км от железной дороги ИваноФранковск – Львов.

В геологическом строении месторождения принимают участие породы четвертичного и мелового возраста, представленные почвенно-растительным слоем, суглинком, мергелем и известняками. Средняя мощность почвеннорастительного слоя – 0,5 м, суглинков серо-желтых, сильно песчаных – 8,0 м, мергеля буровато-серого – 4,0 м.

Полезное ископаемое представлено известняками (плитчатым, глинистым и массивным), которые пригодны для получения соды, магния и портландцемента. Средняя мощность плитчатых известняков – 3,7 м, мощность глинистых известняков – 4,6 м, массивных известняков до гор. +213 м – 11,6 м. Общая мощность полезной толщи – 19,9 м. Залегание известняков близко горизонтальному, с наклоном 3–5° в северо-восточном направлении.

Полезное ископаемое, разработка которого рассматривается безвзрывным способом, представляет собой известняки массивные, глинистые и часто монолитные. Тектоника Дубовецкого месторождения простая. Ни складчатости, ни дизьюктивных нарушений пород в пределах месторождения не обнаружено. Прочностные свойства пород месторождения представлены в табл. 1.Табл. 1 Прочностные характеристики пород Дубовецкого месторождения

Содержание кремния – невысокое и составляет около – 0,9%.

Запасы известняков в охранных зонах – 800 тыс. т, дальность транспортирования автотранспортом до промплощадки, где расположено отделение дробления – 0,8–1 км. Известняк дробится до крупности 100 мм и отправляется железнодорожным транспортом на цементный завод.

Запасы известняков – 12 млн т. Обеспеченность предприятия запасами – около 16 лет.

В настоящее время годовая производительность карьера известняка – 750 тыс. т, объём удаляемых вскрышных пород – 200 тыс. м3. Режим работы карьера – круглосуточный (255 дней, в 3 смены по 8 часов).

В настоящее время из двух карьеров в работе находится один. Во втором горные работы были остановлены из-за малого количества оставшихся запасов (в дне карьера недоработано 2–4 м). До гор. +213 м известняк сухой, ниже – обводненный.Погрузка известняка в автосамосвал грузоподъёмностью 30 тонн. Одновременно проходит обучение машинистов навыкам работы на комбайне Wirtgen 2200 SM

На действующем карьере применяется транспортная система разработки с параллельным продвижением фронта работ. Технологическая схема добычных работ включает предварительное рыхление полезного ископаемого с помощью буровзрывных работ.

Наличие оборудования: экскаваторы ЭКГ-5А – 2 ед. и ЭX2503 – 1 ед.; буровой станок БТС-150 – 1 ед.; автосамосвалы БелАЗ-540А – 2 ед.; бульдозеры ДЭТ250 – 1 ед. и Т-130 – 1 ед.; линии дробления – 2 ед.

Комбайн Wirtgen 2200 SM №633 был доставлен на карьер 19 марта 2012 года. В течение 21–22 марта выполнялись монтажные работы (установка разгрузочного конвейера и кабины оператора, монтаж скрепляющей верхней конструкции и соединение запиточных магистралей).

После завершения монтажа комбайна, он был направлен во второй отработанный ранее карьер, на площадку для работ по новой технологии. По дороге в карьер комбайн выровнял поверхность въездной автодороги на ширину, равную 2–3 проходам, при этом отбитый материал укладывался по обе стороны от дороги.

Размеры площадки, которая располагалась на дне карьера, составляли: ширина 350 м, длина 450 м. Часть площадки была занята водоёмом и водоотводящей выработкой. В средней части площадки возвышался бугор, превышающий господствующие отметки площадки на 2–2,5 м. Длина бугра по поверхности около – 80 м при ширине 15–20 м. Площадка имела криволинейную конфигурацию.

Следует отметить, что с самого начала управление комбайном осуществлялась операторами – штатными работниками карьера, которые одновременно обучались практическим навыкам управления новой для них горной техники под руководством сервис-инженеров Wirtgen International GmbH и ПИК «Виртген Украина».Табл. 2 Эксплуатационные параметры и хронометраж работы комбайна 2200 SM во втором карьере известняка

После соответствующего инструктажа операторов был выполнен первый проход вдоль восточной границы площадки на бугре. Первоначально из-за неровностей поверхности и недостаточного количества автотранспорта, было решено производить фрезерование известняка с отсыпкой его конвейером под откос. Длина рабочего прохода составляла около 80 м. После завершения каждого рабочего прохода комбайн разворачивался и заезжал на новую параллельную полосу, и фрезерование производилось в обратном направлении с отсыпкой известняка в образованный после первого прохода штабель.

Последующие 7–8 проходов на всю ширину площадки (15–18 м) осуществлялись по аналогичной схеме.

Следует отметить, что указанные работы проводились в условиях недостатка автотранспортных средств, в связи с чем, после погрузки автосамосвала и отправки его на разгрузку на прирельсовый склад, комбайн продолжал фрезерование массива с боковой отсыпкой, до возвращения автосамосвала под комбайн. Как правило, в период с 22 по 31 марта под комбайн подавался один, и редко, два автосамосвала БелАЗ-540, грузоподъёмностью 27 т. В отдельные дни известняк отгружался комбайном в отсыпаемые по бокам штабели, а колесный погрузчик грузил в автосамосвалы, которые транспортировали его на прирельсовый склад.

В этот период продолжительность погрузки автосамосвала изменялось от 3 до 10 мин. Длина пути движения комбайна при загрузке одного автосамосвала в зависимости от микрорельефа площадки составляла в среднем около 30 м, иногда достигая до 40–45 м (в зависимости от глубины фрезерования). Постепенно поверхность площадки выравнивалась, что позволило комбайну работать с большей глубиной фрезерования, в среднем 20–22 см.

В начале апреля бугор был практически сработан и 3 апреля комбайн был переведён на другую локальную площадку. Здесь сначала были пройдены 4 врубовые выработки длиной по 25–30 м. Затем начали выполнять фронтальные проходы длиной около 100 м. В это время с комбайном работало два автосамосвала БелАЗ-540, и было выполнено 20 загрузок, в том числе и в один 40-тонный самосвал. Вес груза в 30-тонном самосвале 27 т, в 40-тонном – 37 т.

С 4 по 9 апреля 2012 г. в процессе ведения горных работ проводили хронометражные наблюдения с целью изучения эксплуатационных параметров работы комбайна, определяющих в динамике его производительность, в т.ч. регистрировались затраты времени на выполнение различных операций производственного цикла. На основе хронометражных наблюдений фиксировалось время работы комбайна при фрезеровании и каждой погрузке автосамосвала, затраты времени на маневры и на обмен автосамосвалов под погрузкой. Фиксировалось время простоев по разным причинам, в том числе из-за отсутствия транспортных средств, а также затраты времени на ежесменное обслуживание, включающее заправку дизельным топливом и водой.107 t4

Данные результатов обработки хронометража, полученные в процессе изучения эксплуатационных параметров работы комбайна и расчётные производительности, представлены в табл. 2–5.

Расчёт показателей осуществлён на основе использования следующих терминов:

Эксплуатационное время (Тэ = Тф+ Тр + Тз) – включает фрезерование с погрузкой или без погрузки с отсыпкой в штабель (Тф), время на разворот в конце рабочего хода для работы в обратном направлении (Тр) или время обратного холостого хода (т.е. время на маневры), время на обмен автосамосвала под погрузкой (Тз).

Эксплуатационная производительность: производительность в т/час за эксплуатационное время.

Техническая производительность:

производительность в т/час за время фрезерования и погрузки (Тф).

Данные табл. 2 позволяют проследить изменение эксплуатационных параметров работы комбайна в динамике. В период с 4 по 6 апреля 2012 г. техническая производительность была невелика и составляла от 226 до 283 т/час.Работа комбайна Wirtgen 2200 SM с погрузкой известняка в автосамосвал БелАЗ грузоподъёмностью 45 т

Работа комбайна Wirtgen 2200 SM с погрузкой известняка в автосамосвал БелАЗ грузоподъёмностью 45 т

Среднее время погрузки автосамосвалов по дням работы комбайна изменялось: для автосамосвалов грузоподъемностью 30 т – от 6 до 8 мин.; 45 т – от 8,5 до 11 мин. Велики были продолжительность и количество манёвров: от 8,5 до 11 мин. и от 7 до 15 манёвров. Все это было связано с неудобствами площадки: небольшие размеры, локальные превышения микрорельефа (до 1–2 м), криволинейная конфигурация, что предопределило низкую эксплуатационную производительность, от 100 до 160 т/час.

Начиная с 9 апреля 2012 г. условия и достигнутые показатели работы комбайна заметно улучшились, из-за более ровной поверхности площадки, что позволило комбайну работать с глубиной в среднем 20–25 см. Работа велась фронтальными проходами длиной до 100 м, а каждый маневр комбайна для установки на новую полосу, производился после выполнения трех погрузок и перехода на четвертую. Это сразу же сказалось на среднем времени погрузки, которое снизилось до 5,0–6,0 минут, а техническая и эксплуатационная производительности соответственно возросли до 460 т/час и до 316 т/час.

В ходе испытания в работе анализировалась также эффективность использования комбайном эксплуатационного часа по дням. Полученные результаты (см. табл. 3) показали, что если в период с 4 по 6 апреля фрезерования и погрузки изменялось от 39 до 48% , то уже 9 апреля оно возросло до 68,6%. Время на маневры в этот же период уменьшилось с 36–48%, до 23%. Особенно ярко влияние этих факторов демонстрирует рост эксплуатационной производительности комбайна с 107–160 до 316 т/час.Выход различных фракций известняка, добытого комбайном при рабочей скорости около 8 м/мин.

Следует также отметить, что если в период с 4 по 6 апреля эксплуатационное время работы комбайна составило около 53,4–56,7%, то 9 апреля оно возросло до 67% (см. табл. 4), что также повлияло на рост эксплуатационной производительности. Одновременно время простоев комбайна в ожидании порожнего транспорта к 9 апреля снизилось с 38–34% до 16%. Это значит, что 4 и 5 апреля комбайн простаивал в ожидании автосамосвалов до 2 с лишним часов за 8-часовую смену. Очевидно, что увеличение активных размеров рабочей площадки приведет к сокращению времени на маневры комбайна при разворотах на новую заходку и сокращение общего количества этих разворотов. Также полное обеспечение комбайна автомобильным транспортом позволит на 7–10% повысить эксплуатационную и сменную производительности комбайна.

С целью определения выхода различных фракций добытого комбайном известняка в различных условиях были выполнены соответствующие рассевы.

Для этого комбайн в процессе рабочего прохода отсыпал известняк в штабель. Затем из нескольких поперечных сечений штабеля отбирались пробы, которые подвергались рассеву.

Было выполнено 3 рассева, каждый из которых характеризовал выход разных классов крупности известняка, получаемого при работе комбайна на различных рабочих скоростях (4; 8; 12 м/мин) и при глубине фрезерования 25–27 см. Пробы известняка пропускались через сита с ячейками 100'100, 40'40 мм и 20'20. Каждая из фракций (>100 мм; +40...100 мм; +20...40 мм и <20 мм) взвешивалась, а получаемые данные заносились в соответствующую таблицу (табл. 6).Табл. 6 Выход фракций известняка в зависимости от рабочей скорости движения комбайна (V)

За период с 22 марта по 9 апреля 2012 г. в топливный бак комбайна было залито 3600 л дизельного топлива и наработано со дня первой заправки 80 моточасов. Таким образом, средний расход топлива составил 45,0 л/час, удельный расход топлива – 0,352 л/т добытого известняка.

Технологические параметры и эксплуатационные показатели безвзрывной разработки известняков Дубовецкого месторождения, стабильно достигнутые в ходе ввода комбайна Wirtgen 2200 SM в промышленную эксплуатацию, полностью соответствуют уровню показателей, выданных в 2010–11 гг. специалистами компании Wirtgen при проработке ТЭО целесообразности и экономичности перевода разработки Дубовецких известняков на новую комбайновую тонкослоевую технологию.

ООО «Виртген-Интернациональ-Сервис»

www.wirtgen.ru

Журнал "Горная Промышленность" №2 2012, стр.107